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ANALYSE QUANTITATIVE DES RISQUES LIES AU STOCKAGE DES GPL (cas de cigare de sto

ANALYSE QUANTITATIVE DES RISQUES LIES AU STOCKAGE DES GPL (cas de cigare de stockage de propane) REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOGRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE Université de Batna 2 Institut d'Hygiène et Sécurité Industrielle Département de Sécurité Industrielle Laboratoire de Recherche en Prévention Industrielle MEMOIRE DE MASTER ACADEMIQUE EN MAITRISE DES RISQUES INDUSTIELS PRESENTE PAR : ENCADRE PAR : KECHOUT Mohammed Mr AMRANI Mourad Promotion 2015-2016 Mon premier remerciement va à «ﷲ ﺳﺒﺤﺎﻧﮫ وﺗﻌﺎﻟﻰ». Je tiens à remercier vivement mon encadreur Mr AMRANI Mourad, pour sa gentillesse, sa disponibilité, et sa contribution générale à l’élaboration de ce travail. Je tiens à remercier les membres de jury pour avoir accepté de juger de ce mémoire. Mes remerciements très particuliers nos enseignants du département, pour les efforts qu’ils ont fournis durant notre cursus afin de mes amener jusqu’au bout de la formation. Je souhaiterais également à remercier Mr Karboua, docteur à l’université de SKIKDA pour tout le savoir qu’il m’a donné. Je tenais à remercier le membre de service HSE de la raffinerie de SKIKDA, et en particulier le chef service de prévention Mr : CHELIA Cherif et Mr : MENSOURI Adel pour tous leurs efforts. Enfin, grand merci à ma famille et mes amis qui m’a aidés. Je dédie ce travail à : A mes chers parents A mes frères A mes sœurs A mes amis A tout ceux qui m’aiment et tous ceux que j’aime. TABLE DES MATIERES LISTE DES FIGURES LISTE DES TABLEAUX ACRONYMES INTRODUCTION GENERALE ……………………………………………………………….01 CHAPITRE : partie théorique « analyse quantitative des risques (QRA) » INTRODUCTION………………………………………………………………………….….4 II-1- Concepts et définitions…………………………………………………………..…………5 II-1-1- Notion de danger……………………………………………………………….……….5 II-1-2- Phénomène dangereux et situation dangereuse……………………………………..….5 II-1-3- Notion de risque……………………………………………………………………...…5 II-1-4- Probabilité d’un évènement………………………………………………………...…..6 II-1-5- conséquence……………………………………………………………………….……7 II-2- Gestion des risques…………………………………………………………………………7 II-2-1- Généralités…………………………………………………………………………...…7 II-2-2- Démarche de la gestion des risques………………………………………………..…...8 II-2-2-1- Risque assesement………………………………………………………………...…8 II-2-2-1-1- L’analyse des risques (risk analysis)……………………………………………..10 II-2-2-1-2- L’estimation des risques (risk estimation)…………………………………….…10 II-2-2-1-3- L’évaluation des risques (risk évaluation)……………………………………….11 II-2-2-2- Risque control……………………………………………………………….……….11 II-2-2-2-1- La réduction des risques (risk réduction)………………………………...………11 II-2-2-2-2- L’acceptation des risques (risk acceptance)……………………………………...11 II-3- Analyse quantitative des risques(QRA)…………………………………………………....13 II-3-1- Définition……………………………………………………………………………….13 II-3-2- Démarche de QRA…………………………………………………………………...…13 II-3-2- 1-Collecte des informations pertinences…………………………………………..….14 II-3-2- 2-Identification des scenarios d’accidents (identification du danger)…………..……14 II-3-2- 2-1-Analyse fonctionnelle…………………………………………………………..14 a- Définition de la méthode SADT…………………………………………………….14 b- Le formalisme de SADT…………………………………………………………….15 c- Les objectifs de SADT………………………………………………………………15 d- Les avantages et mes inconvénients de SADT…………………………………..….15 II-3-2-2-2- analyse dysfonctionnelle……………………………………………………....16 a- Définition et historique de la méthode HAZOP …………………………………...16 b- Objectif de la méthode …………………………………………………………..…16 c- Déroulement de la méthode …………………………………………………..……17 II-3-2-3- estimation des fréquences des scénarios……………………………………….….19 a- Définition et historique de la méthode AdD…………………………………….….19 b- L’objectif de la méthode ……………………………………………………...……19 c- L’élaboration de la méthode ……………………………………………….………19 d- Construction de la méthode………………………………………………………...21 e- Les coupes minimales - réduction de l’arbre – …………………………………….23 f- L’exploitation de l’arbre …………………………………………………...………24 II-3-2-4- Elaboration de l’AdE ………………………………………………………...……25 II-3-2-4-1- historique et domaine d’application ………………………………………..…25 II-3-2-4-2- déroulement ………………………………………………………….………..25 II-3-2-4-3- construction …………………………………………………………..……….26 II-3-2-4-4- Exploitation …………………………………………………………..……….26 II-3-2-5- Analyse des conséquences …………………………………………………...……27 II-3-2-6- Estimation des risques individuels et sociétals …………………………………....27 II-3-2-6-1- Notion du risque individuel …………………………………………...………27 II-3-2-6-2- Notion du risque sociétal ……………………………………………………...27 II-3-2-6-3- Calcule de grille…………………………………………………………….….27 II-3-2-6-4- Calcule du risque individuel …………………………………………………..28 II-3-2-6-5- Calcule du risque sociétal ……………………………………………………..29 II-3-2-7- Evaluation des risques ………………………………………………………….....31 CONCLUSION …………………………………………………………………………..…..31 CHAPITRE : représentation de l’entreprise INTRODUCTION …………………………………………………………………………….33 I-1- Présentation de la raffinerie de SKIKDA …………………………………………………..33 I-2- Principe général de fonctionnement………………………………………………………...35 I-3- Description des activités…………………………………………………………………….36 I-4- Les différentes unités de la raffinerie de SKIKDA………………………………………….37 I-5- Description de Park de stockage…………………………………………………………….40 CONCLUSION………………………………………………………………………………..41 CHAPITRE : partie pratique « application sur un système fonctionnel » INTRODUCTION ………………………………………………………………………...…..43 III-1- Collecte des informations pertinentes……………………………………………………..43 III-1-1- Situation géographique …………………………………………………………….…43 III-1-2- Données métrologiques…………………………………………………………….….44 III-1-3- Données techniques du système ……………………………………………………...44 III-1-4- Caractéristiques physicochimiques des GPL……………………………………….…47 III-1-4-1- L’origine des gaz de pétrole liquéfiés ……………………………………………47 III-1-4-2- les propriétés physicochimiques des GPL ………………………………………..47 III-2- Identification des scénarios d’accidents ………………………………………………......49 III-2-1- Analyse fonctionnelle par SADT …………………………………………………..…49 III-2-1-1- Description …………………………………………………………………….…49 III-2-1-2- Schémas de modèle …………………………………………………………..…..49 III-2-1-3- Résultats de l’analyse fonctionnelle ……………………………………………...55 III-2-2- Analyse dysfonctionnelle par HAZOP ……………………………………….………55 III-2-2-1- Tableau HAZOP ………………………………………………………………….55 III-2-2-2- Interprétation des résultats ………………………………………………………..61 III-3- Estimation des fréquences des évènements par AdD ……………………………….…….61 III-3-1- Construction de l’AdD ………………………………………………………………..62 III-3-2- Exploitation de l’AdD ………………………………………………….……………..66 III-3-2-1- Détermination des coupes minimales……………………………….…………….66 III- 3-2-2- Evaluation quantitative de l’AdD développée …………………………………..67 III-3-2-3- Analyse d’importance ………………………………………………...…………..68 III-3-3- Interprétation des résultats ……………………………………………………...…….69 III-3-4- Recommandations………………………………………..……………………………70 III-4- Développement de l’AdE ………………………………………………...……………….70 III-4-1- Construction de l’AdE…………………………………………………………...……71 III-4-2- Evaluation des conséquences de l’AdE………………….……………………………72 III-4-3- Interprétation des résultats ……………………………………...…………………….72 III-5- Analyse des conséquences ……………………………………………..…………………73 III-5-1- Phénomène de BLEVE ……………………………………………….………………73 III-5-1-1- Définition de BLEVE……………………………………………………..………73 III-5-1-2- Types de BLEVE………………………………………………………………….73 III-5-1-3- Causes de BLEVE ………………………………………………………………..74 III-5-1-4- Produits concernés par le BLEVE …………………………………………….….75 III-5-1-5- Equipements concernées par le BLEVE ……………………………………….....75 III-5-1-6- Effets d’un BLEVE ……………………………………………………………....75 III-5-1-7- Déroulement de BLEVE ……………………….…………………………………77 III-5-1-8- Conditions nécessaires au BLEVE ……………….………………………………78 III-5-1-9- Estimation des effets de BLEVE …………………………………………………79 III-5-2- Outil PHAST ………………………………………………………………………….80 III-5-2-1- Description de l’outil PHAST ……………………………………………..……..80 III-5-2-2- Avantages de l4outil PHAST ……………………………………………….……80 III-5-2-3- Industries utilisant actuellement l’outil PHAST …………………………….……81 III-5-2-4- Application de PHAST ……………………………………………………….…..81 III-5-3- Evaluation de l’impact des effets de BLEVE par PHAST ………………………...…81 III-5-3-1- Résultats de PHAST …………………………………………………………...…91 a- Résultats numériques des effets de BLEVE …………………………………………...91 b- Résultats graphiques des effets de BLEVE …………………..……………………….92 III-6- Estimation des risques individuels et sociétals …………………….……………………..92 III-6-1- Risques individuels ……………………………………………...……………………92 III-6-2- Risques sociétals …………………………………………………..………………….93 CONCLISION ……………………………………………………………..…………………94 CONCLUSION GENERALE ………………………………………………………..…………95 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ANNEXE LISTE DES FIGURES Figure I.01 : Concept du risque …………………………………..……………………….6 Figure I.2 : Modèle de la démarche de gestion des risques ……………………………..8 Figure I.3: Principales étapes de l’analyse quantitative des risques (QRA) .…………..13 Figure I.4 : Le formalisme de SADT ……………………………………………………..15 Figure I.5: Démarche pour l’élaboration de l’arbre des défaillances …………………..20 Figure I.6 : Arbre de défaillances d’un composant ……………………………...………21 Figure I.7: Procédure de calcul du risque individuel « IR » à un point de grille ……...28 Figure I.8: Procédure pour calculer le risque Sociétal ………………………………….30 Figure I.9 : Matrice d’évaluation des risques ……………………………………………31 Figure II.1 : Description des lieux …………………………………………………..………………33 Figure II.2 : Situation géographique de la raffinerie RA1K…………………………..…………...34 Figure II.3 : Les unités de production de la raffinerie RA1K ………………………..…………..36 Figure III.1 : Situation géographique de la raffinerie RA1K ……………………………43 Figure III.2 : Schémas générale de cigare 600-s-156…………………………………...…46 Figure III.3 : Application de la méthode SADT sur le cigare de propane 600-S-156 ….50 Figure III.4 : Application de la méthode AdD ……………………………………………61 Figure III.5 : Application de la méthode AdE ……………………………………………71 Figure III.6 : Exemple de l’ignition de BLEVE ………………………………………….77 Figure III.7 : Courbe représente les conditions nécessaires au BLEVE ………………..79 Figure III.8 : Les zones des effets de surpression ………………………………………...82 Figure III.9 : Les zones des effets de surpression avec leurs distances …………………83 Figure III.10 : les surpressions de BLEVE en fonction des distances …………………..84 Figure III.11 : L’impulsion de l’onde de surpression en fonction de distance …………85 Figure III.12 : la radiation de boule de feu en fonction des distances …………………..86 Figure III.13.a : Les zones des effets thermiques de la boule de feu …………………….87 Figure III.13.b : Les zones des effets thermiques de la boule de feu …………………….88 Figure III.13.c : Les zones des effets thermiques de la boule de feu …………………….89 Figure III.14 : les zones de l’intensité radiative de boule de feu avec leurs distances ….90 Figure III.15 : La courbe F-N pour le risque sociétal …………………………………….94 LISTE DES TABLEAUX Tableau I.1: Exemple de matrice des risques donné par la norme Mil-Std-882 ………...…12 Tableau I.2 : Le tableau de l’HAZOP ……………………………………………………...…17 Tableau I.3 : les mots-clés utilisés dans le tableau HAZOP ………………………………....18 Tableau I.4 : les portes logiques pour une AdD ……………………………………………...22 Tableau I.5 : les symboles utilisés pour les évènements de l’AdD ………………………......23 Tableau II.1 : les produits stockés dans la raffinerie RA1K ………………………..…..….40 Tableau II.2 : les zones de stockage dans la raffinerie RA1K …...……………………..…...41 Tableau III.1 : caractéristiques physicochimiques des GPL …………………………..……47 Tableau III.2 : composition des GPL …………………………………………………………48 Tableau III.3 : tableau HAZOP pour le système cigare 600-s-156 ………………………....56 Tableau ΙΙΙ.4 : Les coupes minimales relatives à l’événement « débordement de propane et rupture de cigare » …………………………………………………………………………….66 Tableau ΙΙΙ.5 : La liste de la coupe minimale avec ordre de coupe minimale …………..…66 Tableau ΙΙΙ.6 : Définition et la probabilité d’occurrence des évènements de base de l’AdD « débordement de propane et rupture de cigare » ………………………………..67 Tableau ΙΙΙ.7 : représente des coupes minimales avec la probabilité des coupes minimale ………………...……………………………………………………………………...68 Tableau ΙΙΙ.8: Résultats de l’analyse d’importance relative à l’événement débordement de liquide et rupture de cigare ……………………………………………………………………69 Tableau III.9 : les fréquences des conséquences (/an) ……………………………………….72 Tableau III.10 : Les conséquences totales des scénarios d’accidents potentiels ……..……72 Tableau III.11 : Les causes de BLEVE ……………………………………………………….74 Tableau III.12 : L’estimation des effets de BLEVE ……………………………………...….79 Tableau III.13 : les résultats des effets thermiques et de surpression de phénomène du BLEVE …………………………………………………………………………………………91 Tableau III.14 : les installations exposées par les effets de BLEVE ………………………91 Tableau III.15 : le risque individuel dans les différentes zones exposées par les effets de BLEVE …………………………………………………………………………………………93 Tableau III.16 : résultats de calcule de risque sociétal dans les différentes zones exposées par les effets de BLEVE ……………………………………………………………..93 LISTE DES ACRONYMES QRA: Quantitative risk assessement OHSAS: Système de management santé uploads/Management/ 7-memoire-qra.pdf